化學(xué)反應(yīng)的方向1.結(jié)合學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)實(shí)例,了解自發(fā)反應(yīng)和非自發(fā)反應(yīng)的含義。2.通過“有序”和“無序”的對(duì)比,了解熵和熵變的意義。3.初步了解焓變和熵變對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響,能用焓變和熵變解釋化學(xué)反應(yīng)的方向,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力。習(xí)學(xué)目標(biāo)

“方向”一詞，我們并不陌生。在一定條件下，事物的發(fā)展都有方向性。而我們總想在事情發(fā)生前，提前預(yù)判它朝哪個(gè)方向發(fā)展

如果一個(gè)化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生，方向也就確定了，不再成為問題。如果還沒發(fā)生，就需要依據(jù)科學(xué)理論，對(duì)它是否能夠發(fā)生，以及在什么條件下發(fā)生做出判斷。情境導(dǎo)入水從高處往下流不借助外力水從低處向高處流借助水泵，不斷消耗電能或燃料高處低處自發(fā)非自發(fā)知識(shí)點(diǎn)一自發(fā)過程非自發(fā)過程一段時(shí)間后熱量傳遞給周圍空氣涼茶是不可能自發(fā)變成熱茶熱茶涼茶高溫物體低溫物體自發(fā)非自發(fā)知識(shí)點(diǎn)一自發(fā)過程非自發(fā)過程自發(fā)非自發(fā)水的電解2H2+O2=2H2O①在一定條件下，如果一個(gè)過程是自發(fā)的，那么它的逆過程通常是非自發(fā)的氫氣的燃燒知識(shí)點(diǎn)一自發(fā)過程非自發(fā)過程處于高水位的水有向低處流動(dòng)的趨勢(shì)，但是現(xiàn)在被大壩攔截，此過程并沒有實(shí)際發(fā)生，但是有發(fā)生的趨勢(shì)。水從高處到低處可以用來發(fā)電氫氣燃燒可以設(shè)計(jì)成原電池②自發(fā)過程可以對(duì)外界做功③“自發(fā)”只是有發(fā)生的趨勢(shì)，并不代表實(shí)際發(fā)生，更不能確定發(fā)生的速率?！胺亲园l(fā)”也不代表不能發(fā)生。知識(shí)點(diǎn)一自發(fā)過程非自發(fā)過程④“自發(fā)”是一定條件下的自發(fā)，條件變了，可能由原來的“自發(fā)”變成“非自發(fā)”自發(fā)非自發(fā)鋼鐵生銹鋼鐵生銹也是自發(fā)反應(yīng)，但是速率很慢。春天冰融水自發(fā)冬天水結(jié)冰自發(fā)知識(shí)點(diǎn)一自發(fā)過程非自發(fā)過程1.下列關(guān)于自發(fā)過程的敘述正確的是（)A.只有不需要任何條件就能夠自動(dòng)進(jìn)行的過程才是自發(fā)過程。B.需要加熱才能進(jìn)行的過程肯定不是自發(fā)過程。C.同一可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)在不同條件下都有自發(fā)進(jìn)行的可能。D.非自發(fā)過程在任何條件下都不可能轉(zhuǎn)化為自發(fā)過程。C練一練知識(shí)點(diǎn)一自發(fā)過程非自發(fā)過程下列反應(yīng)在一定條件下都能自發(fā)進(jìn)行，這些反應(yīng)的共同點(diǎn)是什么？放熱反應(yīng)使體系能量降低，能量越低越穩(wěn)定，放熱反應(yīng)(△H<0)有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是焓判據(jù)。1、焓判據(jù)知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)自然之法如此神奇，正是很多燃燒反應(yīng)會(huì)遇到“活化能”的壁壘。才使得富含有機(jī)物的生命體在富含氧氣的大氣中沒有“自燃”。思考：對(duì)以上反應(yīng)中的⑤，即碳燃燒，有同學(xué)提出這個(gè)過程不能自發(fā)，因?yàn)樾枰c(diǎn)燃，你怎么看？因?yàn)槿紵磻?yīng)存在“障礙”——活化能，“點(diǎn)燃”的目的是克服反應(yīng)的活化能，“啟動(dòng)”反應(yīng)，使之發(fā)生。因?yàn)榉磻?yīng)放出的熱量|△H|>Ea。使得放出的熱量足以克服后續(xù)反應(yīng)的活化能，因此在反應(yīng)引發(fā)后，不用持續(xù)加熱，也能自發(fā)進(jìn)行下去。知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)思考：為什么有些放熱反應(yīng)需要持續(xù)加熱呢？例如：H2(g)+CuO(s)=Cu(s)+H2O(1)△H=-128.5KJ/mol因?yàn)榇朔磻?yīng)所需活化能很大，而反應(yīng)放出的熱量太少，即|△H|<Ea。使得放出的熱量難以克服后續(xù)反應(yīng)的活化能，因此在反應(yīng)發(fā)生后，需要從環(huán)境中不斷吸收熱量，才能夠自發(fā)進(jìn)行下去。知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)以下幾個(gè)吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行：思考：在19世紀(jì)，一些化學(xué)家認(rèn)為，決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素是反應(yīng)熱，放熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，而吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。你同意這種觀點(diǎn)嗎？人們經(jīng)過大量反應(yīng)焓變的研究表明：多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。但是，有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)。因此，不能僅僅依靠焓變來判斷反應(yīng)是否自發(fā)。知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)思考：哪邊熵值更大？用來衡量體系混亂（無序）程度的物理量，用S表示。體系越混亂（無序）,熵值越大，單位是J.mol-1.K-1。我們把一盒新買的撲克牌洗牌時(shí)，熵值怎樣變化？2.熵判據(jù)知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)熵變（△S）①同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值不同，一般規(guī)律是：S(g)>S(I)>S(s)△S=S(產(chǎn)物）-S(反應(yīng)物）△S>0,熵增反應(yīng)△S<0,熵減反應(yīng)特別提醒：②在化學(xué)反應(yīng)中，氣態(tài)物質(zhì)的系數(shù)增大，則熵增大。反之，則熵減小

液體遍地流固體不亂跑氣體到處飛2.熵判據(jù)知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)即△S>0有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，也叫熵增原理，這就是熵判據(jù)對(duì)比下列過程，是熵增過程容易自發(fā)，還是熵減過程容易自發(fā)？上課與下課跑操與散步越是有序的狀態(tài)，越是難以維持在與外界隔離的體系中（孤立系統(tǒng)）,自發(fā)過程的本質(zhì)趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的熵增大，熵變（△S）大于零。知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)2.關(guān)于下列過程熵變的判斷不正確的是（)A.溶解少量食鹽于水中，△S>0B.純碳和氧氣反應(yīng)生成CO(g),△S>0C.H2O(g)變成液態(tài)水，△S>0D.CaCO3(s)加熱分解為CaO(s)和CO2(g),△S>0C練一練知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)單獨(dú)使用焓判據(jù)，或者熵判據(jù)往往會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論，那怎么辦呢？以上反應(yīng)都是熵增反應(yīng)，在一定條件下都可以自發(fā)進(jìn)行。那么熵減反應(yīng)是否都不能自發(fā)呢？2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)△S<0依熵判據(jù)，熵減小不利于反應(yīng)自發(fā)△H<0依焓判據(jù)，放熱有利于反應(yīng)自發(fā)知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)溫度（開爾文）恒>0開氏度=攝氏度+273.15自由能變化（符號(hào)為△G):△G=△H-T△S我們已經(jīng)知道：△H<0有利于反應(yīng)自發(fā)；△S>0有利于反應(yīng)自發(fā)。這兩個(gè)因素都對(duì)反應(yīng)的自發(fā)性產(chǎn)生重要影響，那么怎樣把這兩個(gè)因素合并起來，一塊考慮呢？△G<0,反應(yīng)才能自發(fā)，那么△G的正負(fù)和誰有關(guān)呢？△G=△H-T△S<0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行△G=△H-T△S=0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)△G=△H-T△S>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行3.復(fù)合判據(jù)知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)反應(yīng)在該狀況下能否自發(fā)進(jìn)行＜０＞０＞０＜０＞０＞０＜０＜０

H

Ｓ

Ｇ＜０＞０低溫時(shí)＞０，高溫時(shí)＜０低溫時(shí)＜０，高溫時(shí)＞０自發(fā)進(jìn)行不自發(fā)進(jìn)行低溫不自發(fā)，高溫自發(fā)低溫自發(fā)，高溫不自發(fā)△S△H?H<0?S>0所有溫度下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?H>0?S>0高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?H<0?S<0低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?H<0，S<0所有溫度下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)二反應(yīng)自發(fā)性的判斷依據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)1.焓判據(jù)：2.熵判據(jù)：3.復(fù)合判據(jù)：能量降低的方向,就是反應(yīng)容易進(jìn)行的方向(

H<0)熵增的方向,就是反應(yīng)容易進(jìn)行的方向(

S>0)吉布斯自由能減小的方向，就是反應(yīng)容易進(jìn)行的方向(

G<0)【課堂小結(jié)】1.下列反應(yīng)中，在一定溫度下，屬于自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)的是()A.NaOH與HCl反應(yīng)B.CO與O2點(diǎn)燃C.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)D.SO3與H2O反應(yīng)C隨堂訓(xùn)練2.反應(yīng)CH3OH(l)+NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O(g)在某溫度下才能自發(fā)向右進(jìn)行，若反應(yīng)的|ΔH|=17kJ·mol-1，該溫度下|ΔH-TΔS|=17kJ·mol-1，則下列選項(xiàng)中正確的是(

)A.ΔH>0，ΔH-TΔS<0B.ΔH<0，ΔH-TΔS>0C.ΔH>0，ΔH-TΔS>0D.ΔH<0，ΔH-TΔS<0A根據(jù)方程式可知該反應(yīng)的ΔS>0，如果ΔH<0，則該反應(yīng)在任何溫度下都自發(fā)進(jìn)行，不符合事實(shí)，故ΔH=+17kJ·mol-1>0，所以選A項(xiàng)。隨堂訓(xùn)練3.某化學(xué)反應(yīng)的ΔH=-12